Planetarer Röntgen-Fluoreszenzspektrometer

Die amerikanischen Apollo- und die russischen Luna-Missionen brachten hunderte Kilogramm Oberflächengestein vom Erdmond zurück zur Erde, das unter anderem für detaillierte Gesteinsanalysen verwendet wurde. Über diese Untersuchungen besitzen wir hochgenaue geochemische Informationen, während für den Rest der Mond­oberfläche die Informationen sehr viel spärlicher und ungenauer sind. Ziel der Entwicklungen eines planetaren Röntgenfluoreszenzspektrometers (XRF) ist der ­Bau eines Experimentes, das in der Lage ist, aus der Umlaufbahn die geochemische Zusammensetzung der Gesteinsoberfläche eines planetaren Körpers genau zu kartieren und zu bestimmen.

  

Geschlossene Vakuumkammer (linkes Bild) und offene Testkammer mit Referenzprobe auf der linken und Detektor auf der rechten Seite (rechtes Bild)

  

Erste Entwicklungen eines XRF-Laborprototypen in der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung gehen auf die Arbeiten im Zusammenhang mit dem Lunar Exploration Orbiter (LEO), einem nationalen Vorschlag eines Mondorbiters, zurück. Dieses Konzept (XRF-L) wurde mehrfach überarbeitet und unter anderem auch für den Einsatz im äußeren Sonnensystem erweitert (XRF-J).

Das Experiment soll in der Lage sein, aus 50-200 km Entfernung zur Oberfläche und unter Nutzung der stark variablen solaren Röntgenstrahlung die chemischen Elemente eines festen und atmosphärenlosen Körpers zu bestimmen. Besonders interessant sind für die geologischen Wissenschaften die chemischen Elemente, aus denen Minerale und damit Gesteine aufgebaut sind. Hierzu zählen vorrangig Silizium, Magnesium, Eisen, Natrium, Aluminium, Kalzium, Kalium und Titan.

Die Entwicklung des Röntgenfluoreszenzspektrometers XRF in der Projektgruppe der Freien Universität Berlin wird über Drittmittel finanziert, die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über das Nationale Raumfahrtmanagement bereitgestellt werden. Das Vorgänger­projekt wurde unter der Leitung von Prof. Neukum initiiert und bis März 2012 von ihm geleitet. Der aktuell bewilligte Förderungszeitraum erstreckt sich von April 2013 bis September 2015 (FKZ 50 JR 1303). Im laufenden Projekt bestehen Kooperationen mit industriellen Partnern sowie der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) zur Konzipierung und Konstruktion einzelner Bauelemente.

     

Förderung:

Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie,
Förderkennzeichen 50 JR 1303

Projektlaufzeit:

01.04.2013 — 30.09.2015